新能源汽车动力电池回收:新时期的“马粪”危机?

21世纪经济报道 王欣

一百多年前,欧洲经历了一场“马粪危机”。1894年,整座伦敦被浸在马粪堆里,当时人们坚信:马是最重要的交通工具。当时的科学家、政治家和城市规划者聚在一起应对“马粪危机”,而商人们也围绕着马创造各种盈利——马鞍、马车、马粪回收,使很多家族暴富。

新能源汽车动力电池回收:新时期的“马粪”危机?

正如马车给人类带来的污染一样,汽车带来的污染远远超过马粪给人类的污染。于是我国大力推广新能源汽车,试图减少尾气排放,降低污染。

不过,近几年新能源汽车市场销售狂飙突进,废旧动力电池的问题越来越凸显。而且电池属于严重污染类废旧物品,对环境造成了一定的威胁。

今年上半年,我国新能源汽车销量为17万辆,同比增长126.9%,预计今年有望实现70万辆的产销目标。据中国汽车技术研究中心预测,到2020年,我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万到17万吨。但目前,退役动力电池的回收再利用问题亟待解决。

新时期的“马粪危机”

新能源汽车动力电池回收:新时期的“马粪”危机?

动力电池的寿命一般在5至8年,当电池电量削减至原始电量80%时,就无法继续在车上使用。而使用频率较高的电池组,如出租车、公交车、商用车更换电池的需求更大。不过,动力电池从汽车上退役之后,还能够使用5年时间。

据了解,目前报废的动力电池通常有如下几种处置方法。第一,重新制造。即替换电池上的损坏零件,重新装配给电动汽车;第二,电池转型。即改变电池的调校(控制发动机的数据),并将其装配给其他静态储能装置;第三,循环利用。即分解提取电池中的贵重金属、化学材料及副产品,在原材料市场中出售或重新投入车用电池的生产。

“我们把电池包做出来,经过车企再到终端用户,最后把电池包进行回收,进入梯次利用市场,再利用完后才会进行电池包的报废和回收,材料回收后又回到了电池厂家,这就形成了循环,整个产业链的关系在这里。”宁德新能源科技有限公司(下称“CATL”) 动力电池方面专家王岳利在7月12日的宁德动力电池公开课上向21世纪经济报道记者介绍道,目前动力电池的主要处理方法是梯次利用。

据其介绍,CATL从电芯设计开始,这样可以便于对退役后的电池进行拆解和材料回收。此外,动力电池从汽车上退役后可二次用于储能市场,如通信基站储能、家庭储能、充电桩储能和UPS电源、变电站直流二次系统的UPS电源、景区观光车、机场接驳车、高尔夫球场地车等低速电动车、路灯、景观灯的风光互补储能。

“对于梯次利用方案,从车企下来之后进入梯次利用,首先要分析市场在哪里、应用领域在哪里,我们进行了很多调研和筛选,从市场的应用范围来看,我们更倾向于做车载再次利用,比如说场地车、摆渡车等等。”王岳利说。

电池材料回收难点

梯次利用需要考虑回收、筛选、重组、安全、拆解成本,梯次利用要保证退役电池产品的品质和安全,其回收技术难点在于离散整合技术和寿命预测技术。

电池在不同使用工况下,电量消耗速率不一样。“离散整合技术的关键点就是在管理系统里如何让系统更有效地应用剩余的能量。”王岳利称。

此外,寿命预测是整个梯次利用产品的技术关键点,如果不知道产品能够使用多久,就无法为消费者提供质保。对此,CATL每一个电池都有一个唯一码,可以通过数据系统的模拟、比拟、监控,知道电池是否已经超出当时设定的能力之外,加之云数据的处理,也便于降低回收电池筛选成本。

相比电池企业对电池回收的积极探索,各生产厂商更专注于扩充产能,对于电池回收的积极性并不高。

“没有其他企业主动承担电池回收责任的时候,这个责任主体会判给整车厂。”王岳利称。

其实,梯次利用每一环节都离不开车企,因为车企具有庞大的销售网络和天然用户终端优势。如果电池厂在全国各地区布置回收点的成本远高于收回的成本,所以电池厂需与整车厂联合,形成完整的回收体系。

不过,按照王岳利的说法,CATL除了与国内上汽、北汽、吉利等车企合作外,也与拿到材料回收资质的湖南邦普合作,通过对动力电池分类、拆解,进行材料回收。

“从材料回收的角度来看,电池拆解是通过破碎后变成电极粉,再把相关的金属进行回收。材料回收主要是通过电极粉、通过酸碱萃取,变成三元材料,最终呈现的产物是硫酸镍等等。回收过程很环保,过程监控也非常重要,所以国家对场地、拆解环境、拆解设备、拆解人员会做相应的要求。总而言之,材料回收要达到比较高的回收率。”王岳利说。

王岳利同时表示,整车企业和电动汽车无须过多考虑后端处理的问题,而且整车企业暂存并不是长久的解决方法,梯次利用技术成熟以后,电池失效以后失去使用性能和价值也无需担心,邦普已经探索出可盈利的商业模式。CATL和邦普联合形成了完整的绿色制造产业的循环经济。

据悉,今年材料回收和包装运输标准即可确定,2017年梯次利用的一系列标准也有望推出。

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